康涅狄格大学健康分校生物医学工程教授ChangchunLiu开发了一种新方法，可以改进现有的诊断技术，从而提供更快速、更灵敏和可部署的分子诊断方法。

这项发表在《自然通讯》上的研究揭示了使用新的和改进的成簇规则间隔短回文重复序列(CRISPR)技术在各种诊断环境中(包括早期癌症诊断和传染病检测)进行简单而灵敏的核酸检测的新潜力。CRISPR技术使用一种可以编程的酶来寻找特定的核酸片段并抓住它。

基于PCR的核酸检测方法因其高灵敏度和特异性而长期以来被视为金标准。然而，对快速、经济高效且易于使用的替代解决方案的需求日益增长。CRISPR技术因其经济性和简单性而成为核酸检测的强大工具。

现有的CRISPR方法需要两个步骤——目标核酸的预扩增步骤和CRISPR酶的检测。虽然这种方法比标准的基于PCR的方法更简单、更有效，但两步要求和需要单独的预扩增步骤限制了实际应用，并且缺乏定量检测能力。

“为了满足临床测试中严格的灵敏度规范，基于CRISPR的核酸检测通常需要目标核酸预扩增，”刘长春说。“最近，我们发现了CRISPR-Cas12a反应中竞争性crRNA的不对称反式切割行为。基于这一发现，我们开发了一种灵敏、无扩增、不对称的CRISPR检测方法来定量检测核酸。”

研究人员利用CRISPR-Cas12a(一种可用于基因编辑的RNA引导DNA酶)，通过利用全尺寸crRNA和分裂crRNA之间独特的竞争性反应，开发了一种新的CRISPR检测方法。研究人员发现，这种反应可以引起信号放大，从而显着改善目标检测信号，从而提高诊断工具的灵敏度。

此外，研究人员发现CRISPR-Cas12a可以识别片段化的RNA/DNA靶标，这使得研究人员能够定量检测microRNA，而无需预扩增步骤。

这种改进的诊断技术无需预扩增，实现了阿托摩尔级的检测灵敏度，比传统CRISPR检测的灵敏度高1000倍。

为了测试这项新技术在临床环境中的功效，研究人员应用新的CRISPR测定法来分析和量化膀胱癌患者血浆样本中的microRNA-19a生物标志物，成功展示了这种新的CRISPR技术作为简单工具的强大工具的潜力。、快速、灵敏的液体活检。

“液体活检只是我们的不对称检测临床应用的一个例子。我们预计它可能在早期癌症诊断和传染病检测方面具有广泛的临床意义，”刘实验室的博士后研究员、该论文的第一作者JeongMoon说。纸。